如果你不像我们一样对汽车技术有着强烈而执着的偏好，以下这篇文章您大可略过不看；但如果您对汽车技术有那么一点好奇，那么我推荐您耐心读完这篇文章，因为它会让您对Hybrid有更深入地理解，协助您更正确地使用和驾驶Hybrid车辆。

您是否好奇过为什么Hybrid油电混合动力车款，它的汽油引擎性能输出会较同排量传统汽油车款的输出更弱？或许是有了电动机的协助，让它不需要如此大的输出，所以调低输出特性以降低油耗？这个说法只能算答对了一半。真正的答案是：油电混合动力的汽油引擎大多采用不同于传统的热效率更高的阿特金森（Atkinson Cycle）循环引擎，实现降低油耗的目标，因此折衷了引擎动力上的表现。那么，什么是阿特金森循环引擎？

膨胀比＞压缩比的概念

我们现时汽车所使用的四行程汽油引擎，其实也叫做奥图循环（Otto Cycle）引擎，引擎的运作由进气、压缩、膨胀和排气四个形成组成，依靠在膨胀行程中汽油产生的爆炸力推动活塞在汽缸中上下运动，从而带动曲轴旋转，输出动力。而活塞在压缩行程中的上行行程，就直接代表了引擎的压缩比；而对应活塞在膨胀行程中下行行程，则直接代表了引擎的膨胀比，可以很容易想象到，对于传统的奥图循环引擎来说，压缩比与膨胀比是相等的。而我们知道，引擎的膨胀比越大，代表膨胀行程中活塞运动的距离更远、气体膨胀的倍数更多、做的功也就越多，引擎的动力输出就越大，热效率就越高。但引擎的膨胀比却不是可以无限增大的，因为“膨胀比＝压缩比”，而在压缩的行程中，汽缸内的温度会急剧上升，如果压缩比过高，则会导致缸内的油气混合器被提前点燃，从而导致引擎爆震、敲缸发生，反而降低动力输出和热效率。

而在1882年，英国发明家 James Atkinson（詹姆斯-阿特金森）对奥图循环引擎进行改良，在奥图循环引擎的基础上，发明了一种热效率更好、做功行程更长的过膨胀循环引擎，这就是阿特金森循环引擎。与传统奥图循环引擎不同的是，阿特金森引擎利用连杆与曲轴的设计变化，增加更复杂的机构，令活塞两次往返上、下死点的行程距离一长一短，形成膨胀比大于压缩比的运作过程，这样就达到了提升引擎动力和热效率的目标，同时又避免了引擎因压缩比过大而产生爆震，可谓一箭双雕。

从阿特金森到米勒循环

那既然阿特金森引擎改良自奥图循环引擎，有更好的动力和热效率表现，那为何至今阿特金森引擎未成主流呢？只能说成也萧何，败也萧何。由于为了创造行程差异，阿特金森引擎的活塞连杆和曲轴机构设计上过于复杂且组件过多、重量体积庞大，从而导致引擎自生内部能量损耗过多，所以这一先进的设计理念始终未能付诸实际应用。直到1940年，美国工程师Ralph Miller（拉尔夫-米勒）研发出以奥图循环引擎为基础、通过气门正时改变而达成阿特金森过膨胀循环（膨胀比＞压缩比）概念，这种被称为Miller Cycle （米勒循环）的引擎才开始投入市场。

不同于阿特金森引擎通过复杂的连杆设计改变活塞行程长短来达成过膨胀循环的目标，米勒循环引擎同传统的奥图循环引擎一样，在压缩和膨胀行程中活塞的位移量并没有变化，而是巧妙地利用引擎正时改变，在进气行程后延迟关闭进气气门，这样在压缩比行程开始后，原本已经在汽缸内的一部分气体被排出汽缸，因此，虽然活塞的运动行程没有改变，膨胀比也没有改变，但实际的压缩比却被降低，从而形成过膨胀循环，提升引擎的热效率。为什么我们要了解米勒循环引擎？因为目前在Hybrid混合动力车款上的汽油引擎，虽标榜采用阿特金森循环，但却采用了与米勒循环相同的设计，通过气门正时改变来达成过膨胀目标，可以说原理上与米勒循环引擎并无二致，只是名称专利方面的因素才以阿特金森为名。

不过，高热效率的阿特金森/米勒循环也伴随了些先天缺陷，比如在引擎低转区间，原本进气量已经相当稀薄的混合气有部分被逆推回进气歧管内，这虽然降低了压缩比、减少了爆震机率，但也降低了汽缸压力和温度，影响了点火时火焰传递效率，使得引擎在低转下爆发力不足，扭力输出贫弱；而同样在高转速区间，也因为进气压力低而无法迸发更大马力输出。所以，阿特金森/米勒循环引擎的最佳表现区间，却仅仅只有中段。虽说Mazda在1993年以机械增压的手段辅助米勒循环引擎推出了 Millienia车款，高性能、低油耗的输出表现风行一时，但米勒循环仍是引擎设计中的冷门分子。

古典新生

正是由于阿特金森/米勒循环引擎有着这样难以克服的先天不良，所以膨胀比＞压缩比的过膨胀概念，出现在教科书上的次数仍是远大于量产车种数。不过，拜科技进步与时代潮流之赐，阿特金森/米勒循环高热效率的优点，正为时下环保节能风潮所需，而令人皱眉的低转乏力的缺陷，也刚刚好为低转高纽的Hybrid电动机所弥补，再辅以智能电子节气门控制、可变气门正时、缸内直喷等种种先进科技，终于让Atkinson Cycle这一超过百年的经典设计，在Hybrid油电混合动力技术上找到一个崭新的光明出路。